Lumina adoră să ne joace feste, dar rezultatul este un multicolorceva pentru care merită să călătorești.
Răspunsul la întrebarea: „De ce este cerul albastru?” aproape la fel ca „De ce există culorile?” Culoarea este deschisă pentru că suntem capabili să o acceptăm. Cerul este format din multe culori (cel dominant este albastru) deoarece este saturat de lumină.
Lumina vizibilă, un tip de radiație electromagnetică, este o parte îngustă a unui spectru larg de energie care include unde radio, microunde, lumină ultravioletă, raze X și radiații gamma. Lumina albă pe care o emite soarele este o combinație a tuturor lungimii diferite unde electromagnetice accesibile ochilor noștri.
Culoarea apare atunci când ochii noștri se concentrează doar pe anumite lungimi de undă. Lumina roșie, de exemplu, este cea mai lentă undă vizibilă pentru noi: energia călătorește în ondulații lungi și ondulate. Albastrul, pe de altă parte, pare a fi cel mai rapid: energia lui tremură într-un ritm schimbător și rapid.
Cerul își schimbă culoarea în alb din cauza soarelui care lovește atmosfera Pământului. Undele de lumină - împreună cu restul spectrului electromagnetic - vor călători în linie dreaptă până când vor lovi ceva.
Cerul este adesea dincolo de vederea noastră din cauza prezenței compușilor complecși de gaz și particule. Lumina albă parcurge un drum lung pentru a ajunge de la soare la ochii noștri.
Cele mai penetrabile sunt undele albastre. Datorită dimensiunilor sale mici, acest val are o probabilitate mare de a fi lovit de un obstacol și de a se împrăștia în toate direcțiile. În cele din urmă, cerul din orice punct glob va arata albastru.
Când întregul spectru de culori vizibile pătrunde pe cer, nu numai undele roșii și albastre abia se disting, ci și portocaliu, galben, verde, violet...
Privind cerul la prânz, veți observa oul albastru al unui robin frumos, un apus de vată de zahăr cu dungi sau un răsărit roșu dramatic - toate acestea sunt trucurile luminii.
Se pare că aceste trucuri îmbunătățesc unele atracții sau ajută la crearea unor fotografii grozave de călătorie.
De cele mai multe ori, cerul de deasupra suprafeței pământului pare albastru. Dar gândește-te bine: chiar este cerul acea culoare? Dar zilele ploioase sau „cerul roșu noaptea” spre deliciul marinarilor?
Cerul este albastru din cauza interacțiunii luminii soarelui cu atmosfera noastră. Dacă te-ai jucat vreodată cu o prismă sau ai văzut un curcubeu, probabil știi că lumina este formată din diferite culori. Este suficient să ne amintim binecunoscuta frază despre un vânător care vrea să cunoască locația unui fazan. Astfel, cerul este format din roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet.
Aceste culori alcătuiesc o mică parte a spectrului electromagnetic, care include unde ultraviolete, microunde și unde radio. În consecință, lumina albă care vine de la soare este o combinație de lungimi de undă electromagnetice diferite pe care le putem vedea cu proprii noștri ochi.
Lumina călătorește în lungimi de undă complet diferite: unde scurte care produc lumină albastră și unde lungi care produc lumină roșie. Pe măsură ce lumina soarelui ajunge în atmosfera noastră, moleculele din aer împrăștie lumină albastră, permițând luminii roșii să treacă. Oamenii de știință numesc asta împrăștiere Rayleigh.
Când soarele este sus pe cer, își arată adevărata culoare: alb. La răsărit și la apus, vedem soarele în nuanțe roșii. Acest lucru este cauzat de faptul că lumina soarelui trece printr-un strat gros al atmosferei noastre. Lumina albastră și verde se împrăștie, permițând luminii roșii să treacă și să ilumineze norii în superbe stacojii, portocalii și roz.
Imprăștirea Rayleigh poate afecta și Luna. Când Luna trece prin umbra aruncată de Pământ în timpul unei eclipse totale de Lună, lumina albastră și verde este împrăștiată în atmosfera Pământului, dând loc luminii roșii. Atmosfera noastră este ca o lupă care reflectă lumina roșie a soarelui pe Lună. Acest afișaj îi poate da o nuanță de roșu închis ciudat.
Acesta este motivul pentru care multe culturi, inclusiv grupurile indigene australiene, asociază eclipsele de lună cu sângele.
Și în sfârșit, de unde începe cerul?
Aceasta este o întrebare dificilă. O pasăre care zboară la 50 de metri deasupra nivelului solului este pe cer. Totuși, acolo sunt și avioane, dar la o altitudine de peste 10.000 de metri.
Cerul este doar o parte din atmosfera noastră. O cantitate imensă de atmosferă se extinde până la 16 km și aici are loc împrăștierea Rayleigh.
Relaxați-vă și nu lăsați șarpele să fugă?
Pentru a controla, utilizați săgețile de pe tastatură ⌨
Urăm bun venit celor mai curioși oameni pe paginile site-ului nostru! Astăzi vom atinge o întrebare care deseori îngrijorează mințile curios (în special copiii), dar nu toată lumea găsește ocazia să-și dea seama. De ce este cerul încă albastru?, deoarece aerul este de fapt transparent. Vom încerca să răspundem pe scurt.
Ce va spune Wikipedia?
Dacă nu știm ceva, putem găsi întotdeauna răspunsul în Wikipedia. Deci, să aruncăm o privire acolo și să vedem ce ne spune această resursă.
De fapt, aici este un link către materialul necesar.
Bine spus pe Wikipedia! Adevărat, nu este cumva foarte clar. Singurul lucru care poate fi rezolvat este faptul că razele soarelui ajung în atmosfera noastră, li se întâmplă ceva și vedem un cer albastru. Nu, asta nu va funcționa, să încercăm să înțelegem mai detaliat și într-un limbaj mai înțeles de ce cerul este albastru.
De fapt, motivul pentru aceasta este un astfel de concept ca „ împrăștierea luminii»!
Difuzarea luminii
Deci, Soarele emite raze care au alb. Albul, după cum știți, include toate culorile spectrului vizibil pentru noi. Dovada acestui lucru - curcubeu. Se întâmplă deoarece lumina soarelui care lovește picăturile de apă este refractă și se descompune în culori diferite. Vedem și cer albastru pentru ceva similar.
Așa se formează un curcubeu Te-ar putea interesa:
Faptul este că există multe molecule de gaz în aer, care împrăștie lumina soarelui. Particule de lumină zboară în laturi diferite, prin urmare, culoarea albastră a cerului este vizibilă atât pentru pământeni, cât și pentru astronauți de pe ISS sub forma unui halou albastru. Dar de ce albastru, pentru că există cel puțin șapte culori în spectru, așa cum se spune: „Orice vânător vrea să știe unde stă fazanul!”
Fapt interesant! O persoană inhalează aproximativ 20 kg de aer pe zi. Obținem acest volum făcând 22.000 de respirații pe zi.
De ce este cerul albastru?
Fiecare culoare are propria sa lungime de undă. În figura următoare puteți vedea cum variază acest indicator.
Violetul împrăștie prea mult, iar culorile de la verde la roșu, dimpotrivă, nu se împrăștie foarte intens. Deci, se dovedește că particulele albastre și albastre sunt media de aur. Violetul, în ciuda faptului că se împrăștie mai bine decât albastrul, nu observăm din cauza percepției noastre: cu aceeași strălucire, albastrul este perceput de ochiul nostru mult mai bine decât fratele său.
Cam asta se întâmplă Iată un videoclip bun pe acest subiect, care ne-a ajutat să înțelegem această problemă.
Într-o zi senină și însorită, cerul de deasupra noastră este albastru strălucitor. Seara, la apus, cerul capătă o culoare roșu intens cu numeroase nuanțe plăcute ochiului. Deci, de ce este cerul albastru în timpul zilei? Ce face roșu un apus de soare? Cum strălucește aerul transparent cu nuanțe de albastru și roșu? timpuri diferite zile?
Voi prezenta aici 2 răspunsuri: primul este mai simplificat pentru cititorul general, al doilea este mai științific și mai precis. Alegeți singur pe care vă place.
1. De ce este cerul albastru și nu verde? Răspunsul pentru manechini
Lumina de la Soare sau o lampă pare albă, dar albul este de fapt un amestec al tuturor celor 7 culori existente: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet (Figura 1). Cerul (atmosfera) este plin de aer. Aerul este un amestec de molecule de gaz minuscule și bucăți mici de material solid, cum ar fi praful. Pe măsură ce lumina soarelui trece prin aer, se ciocnește cu particulele de aer. Când un fascicul de lumină lovește moleculele de gaz, acesta poate „sări” într-o direcție diferită (împrăștiere).
Unele dintre culorile componente ale luminii albe, cum ar fi roșu și portocaliu, trec direct de la Soare în ochi, fără a se împrăștia. Dar majoritatea razelor albastre „sărăsc” de particulele de aer în toate direcțiile. Astfel, întregul cer este literalmente pătruns de raze albastre. Când ridici privirea, o parte din această lumină albastră ajunge la ochi și vezi lumină albastră peste cap! Aici, de fapt, de ce este cerul albastru!
Desigur, totul este simplificat la maximum, dar mai jos este un paragraf care descrie mai fundamental proprietatea cerului nostru iubit de mai sus și motivele care explică de ce culoarea cerului este albastră și nu verde!
2. De ce este cerul albastru? Raspuns pentru avansat
Să aruncăm o privire mai atentă asupra naturii luminii și culorii. Culoarea, după cum știe toată lumea, este o proprietate a luminii pe care ochii și creierul nostru o pot percepe și detecta. Lumina de la soare este un număr mare de raze albe care constau din toate cele 7 culori ale curcubeului. Lumina are proprietatea de dispersie (Fig. 1). Totul este iluminat de Soare, dar unele obiecte reflectă razele de o singură culoare, de exemplu, albastru, iar alte obiecte reflectă doar razele galbene etc. Acesta este modul în care o persoană determină culorile. Deci, Soarele strălucește pe Pământ cu razele sale albe, dar este învăluit de atmosferă (un strat gros de aer), iar atunci când această rază albă (formată din toate culorile) trece prin atmosferă, aerul este cel care se împrăștie. (împrăștie) toate cele 7 raze colorate ale razei albe ale soarelui, dar cu o putere mai mare, sunt razele sale albastru-albastru (cu alte cuvinte, atmosfera începe literalmente să strălucească albastră). Alte culori vin direct de la Soare în ochii noștri (Fig. 2).
De ce este albastru culoarea cea mai împrăștiată în atmosferă? Acest fenomen natural, și este descris legea fizică Rayleigh. Pentru a explica mai simplu, există o formulă derivată de Rayleigh în 1871, care determină modul în care împrăștierea luminii (raza) depinde de culoarea acestei raze (adică de o astfel de proprietate a razei precum lungimea de undă). Și se întâmplă că culoarea albastru-cer are cea mai scurtă lungime de undă și, în consecință, cea mai mare împrăștiere.
De ce este cerul roșu în timpul răsăritului și apusului? La apus sau la răsărit, Soarele este jos deasupra orizontului, ceea ce face ca razele soarelui să cadă oblic
dar pe Pământ. Lungimea fasciculului, în mod natural, crește de multe ori (Fig. 3) și, prin urmare, la o distanță atât de mare, aproape întreaga parte a spectrului de unde scurte (albastru-albastru) este împrăștiată în atmosferă și nu ajunge suprafata Pamantului. Doar valuri lungi, galben-roșii, ajung la noi. Aceasta este exact culoarea pe care o ia cerul în timpul răsăritului și apusului. De aceea cerul, pe lângă albastru și albastru, este și galben și roșu!
Și acum, pentru a înțelege pe deplin toate cele de mai sus, câteva cuvinte despre cum este atmosfera.
Care este atmosfera (firmamentul)?
Atmosfera este un amestec de molecule de gaz și alte materiale care înconjoară Pământul. Atmosfera este formată în principal din gaze de azot (78%) și oxigen (21%). Gaze și apă (sub formă de vapori, picături și cristale de gheață) sunt cele mai frecvente componente atmosferă. Există, de asemenea, cantități mici de alte gaze, precum și multe particule mici, cum ar fi praful, funinginea, cenușa, sarea din oceane etc. Compoziția atmosferei se modifică în funcție de localizare geografică, vremea și multe altele. Undeva poate fi mai multă apă în aer după o furtună sau lângă ocean, undeva vulcanii aruncă cantități mari de particule de praf în atmosferă.
Atmosfera este mai densă în partea inferioară, aproape de Pământ. Devine treptat mai subțire odată cu înălțimea. Nu există o întrerupere bruscă între atmosferă și spațiu. De aceea vedem jocul de albastru și albastru închis pe cer, tocmai pentru că atmosfera de pe cer este diferită peste tot, a structură diferită si proprietati.
Cu toții suntem obișnuiți cu faptul că culoarea cerului este o caracteristică variabilă. Ceață, nori, ora zilei - totul afectează culoarea cupolei deasupra capului. Turul său zilnic nu ocupă mintea majorității adulților, ceea ce nu se poate spune despre copii. Ei se întreabă constant de ce cerul este albastru din punct de vedere fizic sau ce face roșu un apus de soare. Să încercăm să înțelegem aceste întrebări nu atât de simple.
Schimbabil
Merită să începeți prin a răspunde la întrebarea ce reprezintă de fapt cerul. ÎN lumea antică a fost văzut cu adevărat ca o cupolă care acoperă Pământul. Astăzi, însă, aproape nimeni nu știe că, oricât de sus s-ar ridica curiosul explorator, nu va putea ajunge la acest dom. Cerul nu este un lucru, ci mai degrabă o panoramă care se deschide când este privit de la suprafața planetei, un fel de aspect țesut din lumină. În plus, dacă este observat din puncte diferite, poate arăta diferit. Deci, de la ridicarea deasupra norilor, se deschide o vedere complet diferită de cea de la sol în acest moment.
Un cer senin este albastru, dar de îndată ce intră norii, devine gri, plumb sau alb murdar. Cerul nopții este negru, uneori puteți vedea zone roșiatice pe el. Aceasta este reflectarea luminii artificiale a orașului. Motivul tuturor acestor schimbări este lumina și interacțiunea acesteia cu aerul și particulele diferitelor substanțe din ea.
Natura culorii
Pentru a răspunde la întrebarea de ce cerul este albastru din punct de vedere fizic, trebuie să ne amintim ce culoare este. Acesta este un val de o anumită lungime. Lumina care vine de la Soare către Pământ este văzută ca fiind albă. Se știe încă de la experimentele lui Newton că este un fascicul de șapte raze: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Culorile diferă ca lungime de undă. Spectrul roșu-portocaliu include undele care sunt cele mai impresionante în acest parametru. părți ale spectrului sunt caracterizate prin lungimi de undă scurte. Descompunerea luminii într-un spectru are loc atunci când se ciocnește cu molecule de diferite substanțe, iar unele dintre unde pot fi absorbite, iar unele pot fi împrăștiate.
Investigarea cauzei
Mulți oameni de știință au încercat să explice de ce cerul este albastru din punct de vedere fizic. Toți cercetătorii au căutat să descopere un fenomen sau un proces care împrăștie lumina în atmosfera planetei în așa fel încât, ca urmare, doar lumina albastră să ajungă la noi. Primii candidați pentru rolul unor astfel de particule au fost apa. Se credea că ei absorb lumina roșie și transmit lumină albastră și, ca urmare, vedem cerul albastru. Calculele ulterioare, însă, au arătat că cantitatea de ozon, cristale de gheață și molecule de vapori de apă din atmosferă nu este suficientă pentru a da cerului o culoare albastră.
Motivul este poluarea
La următoarea etapă a cercetării, John Tyndall a sugerat că praful joacă rolul particulelor dorite. Lumina albastră are cea mai mare rezistență la împrăștiere și, prin urmare, este capabilă să treacă prin toate straturile de praf și alte particule în suspensie. Tindall a efectuat un experiment care i-a confirmat presupunerea. A creat un model de smog în laborator și l-a iluminat cu lumină albă strălucitoare. Smogul a căpătat o nuanță albastră. Omul de știință a tras o concluzie clară din cercetările sale: culoarea cerului este determinată de particulele de praf, adică dacă aerul Pământului ar fi curat, atunci cerul de deasupra capetelor oamenilor ar străluci nu albastru, ci alb.
Cercetarea Domnului
Punctul final privind întrebarea de ce este albastrul cerul (din punct de vedere al fizicii) a fost pus de omul de știință englez, Lord D. Rayleigh. El a demonstrat că nu praful sau smogul colorează spațiul de deasupra capului nostru în umbra cu care suntem familiarizați. Este în aer însuși. Moleculele de gaz absorb cele mai multe și în primul rând cele mai lungi lungimi de undă, echivalent cu roșu. Albastrul se risipește. Tocmai așa explicăm astăzi culoarea cerului pe care o vedem pe vreme senină.
Cei atenți vor observa că, urmând logica oamenilor de știință, cupola de deasupra capului ar trebui să fie violet, deoarece această culoare are cea mai scurtă lungime de undă din domeniul vizibil. Cu toate acestea, aceasta nu este o greșeală: proporția de violet în spectru este semnificativ mai mică decât albastru, iar ochii umani sunt mai sensibili la acesta din urmă. De fapt, albastrul pe care îl vedem este rezultatul amestecării albastrului cu violet și alte culori.
Apus de soare și nori
Toată lumea știe că în diferite momente ale zilei poți vedea diferite culori ale cerului. Fotografiile cu apusuri frumoase peste mare sau lac sunt o ilustrare perfectă a acestui lucru. Tot felul de nuante de rosu si galben combinate cu albastru si albastru inchis fac ca un astfel de spectacol sa fie de neuitat. Și se explică prin aceeași împrăștiere a luminii. Cert este că în timpul apusului și al zorilor, razele soarelui trebuie să parcurgă un drum mult mai lung prin atmosferă decât la înălțimea zilei. În acest caz, lumina din partea albastru-verde a spectrului este împrăștiată în direcții diferite, iar norii aflați în apropierea orizontului devin colorați în nuanțe de roșu.
Când cerul devine înnorat, imaginea se schimbă complet. incapabil să depășească stratul dens și majoritatea pur și simplu nu ajung la pământ. Razele care au reușit să treacă prin nori se întâlnesc cu picături de apă de ploaie și nori, care din nou distorsionează lumina. Ca urmare a tuturor acestor transformări, lumina albă ajunge pe pământ dacă norii au dimensiuni mici, iar lumină cenușie când cerul este acoperit de nori impresionanți care absorb o parte din raze pentru a doua oară.
Alte ceruri
Este interesant că pe alte planete sistemul solar Privit de la suprafață, se poate vedea un cer foarte diferit de cel de pe pământ. Pe obiecte spațiale lipsite de atmosferă, razele soarelui ajung liber la suprafață. Drept urmare, aici cerul este negru, fără nicio umbră. Această imagine poate fi văzută pe Lună, Mercur și Pluto.
Cerul marțian are o nuanță roșu-portocalie. Motivul pentru aceasta constă în praful care umple atmosfera planetei. Este vopsit în diferite nuanțe de roșu și portocaliu. Când Soarele se ridică deasupra orizontului, cerul marțian devine roz-roșu, în timp ce zona care înconjoară imediat discul luminii apare albastră sau chiar violetă.
Cerul de deasupra lui Saturn are aceeași culoare ca pe Pământ. Cerul acvamarin se întinde peste Uranus. Motivul constă în ceața de metan situată în planetele superioare.
Venus este ascunsă de ochii cercetătorilor de un strat dens de nori. Nu permite razelor din spectrul albastru-verde să ajungă la suprafața planetei, așa că aici cerul este galben-portocaliu cu o dungă gri de-a lungul orizontului.
Explorarea spațiului deasupra capului în timpul zilei dezvăluie nu mai puține minuni decât studierea cerului înstelat. Înțelegerea proceselor care au loc în nori și în spatele lor ajută la înțelegerea motivului lucrurilor care sunt destul de familiare omului obișnuit, pe care, totuși, nu toată lumea le poate explica imediat.
În ciuda progresului științific și a accesului liber la multe surse de informații, este rar ca o persoană să poată răspunde corect la întrebarea de ce cerul este albastru.
De ce este cerul albastru sau albastru în timpul zilei?
Lumina albă – care este ceea ce o emite Soarele – este formată din șapte părți ale spectrului de culori: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Mica rimă cunoscută de la școală – „Every Hunter Wants to Know Where the Pheasant Stas” – determină cu precizie culorile acestui spectru prin literele inițiale ale fiecărui cuvânt. Fiecare culoare are propria lungime de undă a luminii: roșul este cel mai lung și violetul este cel mai scurt.
Cerul (atmosfera) cunoscut pentru noi este format din microparticule solide, picături mici de apă și molecule de gaz. De mult timp, au existat mai multe presupuneri eronate care încearcă să explice de ce cerul este albastru:
- atmosfera, formată din particule minuscule de apă și molecule de diferite gaze, permite razelor spectrului albastru să treacă bine și nu permite razelor spectrului roșu să atingă Pământul;
- Particulele solide mici - cum ar fi praful - suspendate în aer împrăștie cel mai puțin lungimile de undă albastre și violete, și din această cauză reușesc să ajungă la suprafața Pământului, spre deosebire de alte culori ale spectrului.
Aceste ipoteze au fost susținute de mulți oameni de știință celebri, dar cercetările fizicianului englez John Rayleigh au arătat că nu particulele solide sunt cauza principală a împrăștierii luminii. Moleculele de gaze din atmosferă separă lumina în componente de culoare. Alb rază de soare, ciocnind cu o particulă de gaz de pe cer, se împrăștie (împrăștie) în direcții diferite.
Când se ciocnește cu o moleculă de gaz, fiecare dintre cele șapte componente de culoare ale luminii albe este împrăștiată. În același timp, lumina cu unde mai lungi (componenta roșie a spectrului, care include și portocaliu și galben) este împrăștiată mai puțin bine decât lumina cu unde scurte (componenta albastră a spectrului). Din această cauză, după împrăștiere, în aer rămân de opt ori mai multe culori din spectrul albastru decât roșu.
Deși violetul are cea mai scurtă lungime de undă, cerul încă apare albastru datorită amestecului de unde violet și verzi. În plus, ochii noștri percep culoarea albastră mai bine decât violetul, având în vedere aceeași luminozitate a ambelor. Aceste fapte determină schema de culori a cerului: atmosfera este literalmente plină de raze de culoare albastru-albastru.
Atunci de ce apusul este roșu?
Cu toate acestea, cerul nu este întotdeauna albastru. Întrebarea apare în mod firesc: dacă vedem pe tot parcursul zilei cerul albastru de ce este roșu apusul? Am aflat mai sus că culoarea roșie este cel mai puțin împrăștiată de moleculele de gaz. În timpul apusului, Soarele se apropie de orizont și raza soarelui este îndreptată spre suprafața Pământului nu vertical, ca în timpul zilei, ci în unghi.
Prin urmare, drumul pe care îl parcurge prin atmosferă este mult mai lung decât ceea ce îl parcurge în timpul zilei când Soarele este sus. Din această cauză, spectrul albastru-albastru este absorbit într-un strat gros al atmosferei, neatingând Pământul. Și cele mai lungi unde luminoase ale spectrului roșu-galben ajung la suprafața Pământului, colorând cerul și norii în culorile roșu și galben caracteristice apusului.
De ce sunt norii albi?
Să atingem subiectul norilor. De ce sunt nori albi pe cerul albastru? În primul rând, să ne amintim cum sunt formate. Aerul umed care conține abur invizibil, încălzit la suprafața pământului, se ridică și se extinde datorită faptului că presiunea aerului este mai mică în partea de sus. Pe măsură ce aerul se extinde, se răcește. Când vaporii de apă ating o anumită temperatură, se condensează în jurul prafului atmosferic și al altor solide în suspensie, rezultând mici picături de apă care se unesc pentru a forma un nor.
În ciuda dimensiunilor lor relativ mici, particulele de apă sunt mult mai mari decât moleculele de gaz. Și dacă, la întâlnirea cu moleculele de aer, razele soarelui sunt împrăștiate, atunci când întâlnesc picăturile de apă, lumina se reflectă din ele. În acest caz, raza soarelui inițial albă nu își schimbă culoarea și, în același timp, „colorează” moleculele norilor în alb.